Klonierung und Expression von cGMP-gesteuerten Kanälen aus Sehstäbchen und Zapfen der Hühnernetzhaut

Bönigk, W.

Book/Report

FZJ-2018-06399

Klonierung und Expression von cGMP-gesteuerten Kanälen aus Sehstäbchen und Zapfen der Hühnernetzhaut

Bönigk, W. (Corresponding author)FZJ*

1994
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2871, V, 78, A3 p. (1994)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/20018

Report No.: Juel-2871

Abstract: Die Außensegmente von Zapfensehzellen und Sehstäbchen enthalten einen Kationenkanal, der direkt durch cGMP gesteuert wird. Mit einer eDNA-Sonde aus dem Rindersehstäbchenkanal wurden aus einer Hühnerretina-cDNA-Bibliothek Klone isoliert, die für CNG-Kanäle aus Sehstäbchen und Zapfen kodieren. Die aus den Nukleinsäuresequenzen abgeleiteten Primarstrukturen der beiden Kanäle weisen sowohl untereinander, als auch zu anderen CNG-Kanälen eine hohe Ähnlichkeit auf. Diese ist besonders in der Zentralregion der Proteine ausgeprägt, die die hydrophoben, putativ transmembranalen Bereiche und die C-terminal gelegene cGMP-Bindestelle umfaßt. Im N-terminalen Bereich beider Kanäle befindet sich ein hydrophiles Segment, das charakteristisch für die CNG-Kanäle aus Photorezeptorzellen ist. Die Kanäle weisen keine Sequenzähnlichkeiten zu ligandenaktivierten Ionenkanälen auf. Sie besitzen jedoch Strukturelemente, die in spannungsabhängigen Kaliumkanälen vorkommen. Hinweise auf den Ursprung der wässrigen Pore von CNG-Kanalen und den Mechanismus der Öffnung der Kanäle können aus denSequenzähnlichkeiten zu Proteinkinasen abgeleitet werden. Durch immunhistochemische Untersuchungen konnte ein Kanal den Zapfensehzellen zugeordnet werden. Weiterhin wurde gezeigt, daß der Zapfenkanal in der Hühnerretina ausschließlich in den äußeren Segmenten von Zapfen lokalisiert ist und in allen Zapfentypen vorkommt. Der zweite Kanal konnte durch Sequenzvergleiche und Western Blot-Analysen als Sehstäbchenkanal identifiziert werden. Die reifen Untereinheiten beider Kanäle aus der Hühnerretina sind durch eine co- oder posttranslationale, proteolytische Modifikation im N-terminalen Bereich verkürzt. Verschiedene Spaltstellen beim Sehstäbchen- und Zapfenkanal weisen auf unterschiedliche Mechanismen dieser Prozessierung hin. Die elektrophysiologischen Eigenschaften der Kanäle wurden, nach Veränderung der nichtkodierenden Bereiche der ursprünglichen Klone, durch heterologe Expression in Xenopus Oozyten bestimmt. Die Kanäle werden kooperativ durch cGMP geöffnet, wobei der Sehstäbchenkanal eine etwa zweifach höhere Ligandenempfindlichkeit als der Zapfenkanal aufweist. Durch cAMP werdenbeide Kanäle nur sehr schlecht aktiviert. Die makroskopischen Ströme, die ein nichtlineares, spannungsabhangiges Verhalten zeigen und die relativen Ionenpermeabilitäten des exprimierten Sehstäbchen- und Zapfenkanals aus dem Huhn sind ähnlich.

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